Energieeffiziente Kühlung und thermischer Raumkomfort (Teil 2): Simulationsbasierte Evaluierung von Kühlkonzepten in verschiedenen europäischen Klimazonen

51 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 35 (2013), Heft 1

Fachthemen

DOI: 10.1002/bapi.201310046

Energieeffi ziente Kühlung und thermischer Raum-komfort (Teil 2): Simulationsbasierte Evaluierung von Kühlkonzepten in verschiedenen europäischen Klimazonen

Jens PfafferottDoreen Kalz

Unter dem europäischen Programm Intelligent Energy for Europe (IEE) fanden sich acht europäische Partner zusammen, um im Rah-men des Projektes ThermCo Lüftungs- und Kühlenergiekonzepte für Nichtwohngebäude mit niedrigem Energieeinsatz im Hinblick auf die Energieeffi zienz und den thermischen Raumkomfort zu be-werten (siehe Teil 1 dieser Veröffentlichung in Bauphysik 34 (2012), Heft 6. Mit Hilfe einer Simulationsstudie für ein typisches Büroge-bäude wird das Potenzial unterschiedlicher Lüftungs- und Kühl-strategien unter Berücksichtigung von Energieeffi zienz und Raum-komfort für verschiedene europäische Klimazonen bewertet. Die Ergebnisse weisen eine hohe Wirksamkeit von Nachtlüftungskon-zepten im nord-europäischen Sommerklima mit verhältnismäßig niedrigen Außentemperaturen nach. Im mitteleuropäischen Som-merklima bietet das Erdreich ein ausreichend niedriges Tempera-turniveau für den effi zienten Einsatz von wassergeführten Flächen-temperiersystemen. Im südeuropäischen Sommerklima kann eine aktive Kühlung über Luft die hohen und schnell fl uktuierenden Kühllasten effi zient abführen.

Energy effi cient cooling and ventilation concepts for thermal in-terior comfort: Simulation-based evaluation of cooling concepts in different European climate zones (Part 2). Under the framework of the European Program Intelligent Energy for Europe (IEE), the project ThermCo evaluates low-energy ventilation and cooling concepts for non-residential buildings all-over Europe using a standardized method based on existing monitoring data from best practice examples (part 1, in Bauphysik 6/2012). A simulation study investigates the potential of different ventilation and cooling strat-egies with regard to energy effi ciency and thermal comfort in dif-ferent European climates. The results demonstrate a high potential for night ventilation strategies in North-European climate with low ambient air temperatures. In the Mid-European climate, water based low-energy cooling technologies based on radiant cooling make use of the cool ground in summer. Active cooling provides good thermal comfort in South-European climate with high and fl uctuating cooling loads.

1 Einleitung

In dem europäischen Programm Intelligent Energy for Eu-rope (IEE) fanden sich acht europäische Partner zusam-men, um im Rahmen des Projektes ThermCo [18] Lüftungs-und Kühlkonzepte für Nichtwohngebäude mit niedrigem Energieeinsatz im Hinblick auf die Energieeffi zienz und den thermischen Raumkomfort zu bewerten.

Die Analyse erfolgte auf Basis von detaillierten Lang-zeitmessungen über ein Betriebsjahr in acht Demonstrations-

gebäuden in unterschiedlichen klimatischen Zonen Europas und einer standardisierten Datenauswertung. Im Querver-gleich aller acht Gebäude werden die Kühlkonzepte gleicher-maßen nach dem thermischen Kühlenergiebezug, dem ther-mischen Raumkomfort und dem Primärenergieeinsatz für die technische Gebäudeausrüstung und die Beleuchtung bewertet. Ein Energiekonzept ist erst dann zufriedenstellend, wenn mit möglichst geringem Energieeinsatz und bei hoher Anlageneffi zienz ein guter thermischer Raumkomfort zur Verfügung gestellt werden kann. Die Autoren [11] bringen diese Parameter mit entsprechenden Gebäudesignaturen in einen Zusammenhang, überprüfen die Zielstellung und kön-nen daraus konkrete Handlungsempfehlungen ableiten.

In einer Simulationsstudie werden fünf Lüftungs- und Kühlenergiekonzepte für jeweils sechs Referenzstandorte in nord-, mittel- und südeuropäischen Klimazonen für ein Referenzgebäude untersucht und bewertet. Im Ergebnis stehen für diese Konzepte in den jeweiligen Klimazonen Kennzahlen für den thermischen Kühl- und dem damit ein-hergehenden elektrischen Endenergiebezug zur Verfügung. Gemeinsam mit der Bewertung des thermischen Raumkom-forts können schließlich Vorschläge für geeignete Kühlkon-zepte unterbreitet werden.

2 Gebäudemodell

Als Gebäudemodell wird ein dreistöckiges Bürogebäude mit zwei Büroreihen mit einer Raumbreite von 3,9 m, einer Raumlänge von 5,2 m und einer Raumhöhe von 3,0 m (lichte Raummaße), die über einen Flur mit einer lichten Raumbreite von 2,6 m erschlossen werden, angenommen. Dieser Gebäudtyp wird häufi g als Referenzgebäude ge-wählt und wird von Voss und Pfaff erott [21] detailliert be-schrieben, Bild 1. Das Gebäude hat eine Nettogrundfl äche von rund 1500 m² und wird in Ost/West-Richtung simu-liert. Das A/V-Verhältnis beträgt 0,4 m²/m³ und das Fens-ter/Fassaden-Verhältnis 0,32 m²AF/m²AW.

Das Simulationsmodell erfüllt als europäisches Ver-gleichsgebäude die Anforderungen der EPBD 2002 [8]. Die bauphysikalischen Parameter wurden in Anlehnung an EnEV 2009 [7] und DIN 4108-2 [6] festgelegt:– fl ächengewichteter, mittlerer U-Wert von Außenwand,

Bodenplatte und oberster Geschossdecke Uopak = 0,24 W/m²K, einschließlich Wärmebrückenverluste;

– U-Wert der Außenfenster Utransparent = 1,0 W/m²K mit g⊥ = 0,58;

J. Pfafferott/D. Kalz · Energieeffiziente Kühlung und thermischer Raumkomfort (Teil 2): Simulationsbasierte Evaluierung von Kühlkonzepten

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mit einer Vorlauftemperatur von 13 und einer Rücklauf-temperatur von 18 °C betrieben, wobei ein Naßkühlturm als Wärmesenke genutzt wird. Die maximale Kühlleis-tung wird auf 90 W/m² limitiert. Die Jahresarbeitszahl verringert sich dabei von Nord nach Süd infolge der hö-heren Außentemperaturen während der Betriebszeit von 3,1 in Stockholm auf 2,4 kWhtherm/kWhel in Palermo.

4. Eine abgehängte Kühldecke reagiert verhältnismäßig schnell auf Laständerungen und wird in dieser Studie nur während der Anwesenheitszeit betrieben. Die Kühl-leistung ist direkt abhängig von der Temperaturdiff e-renz zwischen Kühlmedium und Raum und liegt bei rund 100 W/m² bei einer Temperaturdiff erenz von 8 K. Die Kühldecke nimmt 70 % der Bürofl äche ein. Die tat-sächliche, maximale Kühlleistung liegt beispielsweise am Standort Mailand bei 77 W/m²NGF, wobei die Vor-lauftemperatur nach einem Vorschlag von Olesen [18] gemäß geregelt und standortunabhängig auf minimal 16 °C begrenzt wird. Ein Erdsondenfeld dient als Wär-mesenke, wobei die Jahresmitteltemperatur des Erdreichs für jede Klimazone separat bestimmt wird. Sie steigt von 6,3 im Norden auf 19,6 °C im Süden. Falls die Rücklauf-temperatur aus dem Erdsondenfeld die Soll-Vorlauftem-peratur überschreitet, sorgt eine Kompressionskältema-schine für die notwendige Zusatzkühlung. In diesem Fall wird die Erdsonde zur Rückkühlung des Kältekreis-laufes genutzt. Da in Stuttgart die Rücklauftemperatur der Erdsonde ganzjährig zur Kühlung ausreicht, kann hier eine sehr hohe Jahresarbeitszahl von 14 kWhtherm/kWhel erreicht werden, weil nur die Hilfsenergie für die Umwälzpumpe aufgebracht werden muss. Demgegenüber sinkt die Jahresarbeitszahl in Rom auf nur 3,4 kWhtherm/kWhel, weil oft aktiv gekühlt werden muss.

5. Die Bauteilaktivierung wird in dieser Studie nur während der Nachtstunden betrieben. Durch die hohe thermische Trägheit wird die Kühlleistung jedoch ganztägig mit einer spezifi schen Kühlleistung von rund 40 W/m²NGF wirk-sam. Damit geht eine spürbare Temperaturschwankung während der Nutzungszeit einher. Die Betriebsstrategie ist vergleichbar mit der Regelung der abgehängten Kühl-segel allerdings mit in die Nachtstunden verschobenen Betriebszeiten. Damit wird für Stuttgart nahezu die glei-che Jahresarbeitszahl von 14 kWhtherm/kWhel erreicht wie für die Kühlung über abgehängte Kühldecken. In Rom liegt die Jahresarbeitszahl mit 3,8 kWhtherm/kWhel

– variable Verschattung mit externen Jalousien mit Fc,geschlossen = 0,06, wobei der mittlere Fc-Wert unter Be-rücksichtigung einer halbautomatischen Steuerung für eine Solarstrahlung von 200 W/m² auf die Fassade bei rund 0,2 liegt.0

Die Büronutzung orientiert sich an den Vorgaben der VDI 2078 [19] mit einer Nutzung von 08:00 bis 18:00 (UTC) während der Werktage. Die internen Wärmegewinne wer-den mit 156 Wh/m² pro Tag angenommen und entsprechend einem gemessenen Lastprofi l [20] abgebildet.

3 Kühl- und Lüftungskonzepte

Bild 2 zeigt fünf Kühlkonzepte, wobei alle Konzepte eine Fensterlüftung zulassen. Das Nutzerverhalten wird dabei in Anlehnung an ein Modell von Herkel [9] abgebildet. In vier Konzepten wird ein Abluftventilator eingesetzt, der tagsüber einen hygienischen Luftwechsel von 40 m³/h pro Person gewährleistet.

Hinweis Zwar wird in konkreten Projekten oft eine Zu- und Abluftanlage eingesetzt, um im Winter eine Wärme-rückgewinnung oder im Sommer eine Luftentfeuchtung re-alisieren zu können. Zur besseren Vergleichbarkeit der Konzepte werden hier jedoch nur die sensible Kühlung und eine einfache Abluftanlage berücksichtigt.

1. Die passive Kühlung umfasst alle Maßnahmen, um Wär-melasten zu reduzieren und die reduzierten Wärmege-winne so in der Gebäudemasse zu speichern, dass sie allein durch freie Nachtlüftung abgeführt werden kön-nen. Der tatsächliche freie Luftwechsel variiert von Tag zu Tag und von Ort zu Ort und überschreitet oft 2 h-1 in den nördlichen Sommerklimazonen und erreicht selten Werte über 1,8 h-1 in den südlichen Sommerklimazonen.

2. Eine Lüftungsanlage gewährleistet eine gute Raumluft-qualität und kann zur maschinellen Nachtlüftung einge-setzt werden. Die Nachtlüftung wird dann betrieben, wenn die Raumtemperatur 21 °C überschreitet und gleichzeitig die Außentemperatur mindestens 2 K unter der Abluft- bzw. mittleren Raumtemperatur liegt.

3. Ein Ventilatorkonvektor liefert in diesem Modell aus-schließlich sensible Kühlung, um den thermischen Kom-fort während der Nutzungszeit sicherzustellen. Die Kom-pressionskältemaschine wird unabhängig vom Standort

Bild 1. Gebäudesimulationsmodell: Typisches Bürogebäude für nord-, mittel- und südeuropäische Länder (Quelle: Harter + Kanzler Architekten)Fig. 1. Building simulation model: Typical European offi ce building for North-, Mid- and South-European countries (source: Harter + Kanzler Architekten)



– Stockholm ATAugust < 16 °C– Hamburg 16 < ATAugust < 18 °C– Stuttgart 18 < ATAugust < 20 °C– Mailand 20 < ATAugust < 22 °C– Rom 22 < ATAugust < 24 °C– Palermo ATAugust > 24 °C.

Als Klimadatenbank wird METEONORM [12] verwendet, wobei die oben genannten Sommerklimazonen in guter Nä-herung mit den USDA Hardiness Zones (Kategorisierung von Klimazonen) 5 für Nordeuropa bis 10 für Südeuropa entsprechen.

5 Gebäude- und Anlagensimulation

Die Simulation wird entsprechend des so genannten Klima-erlasses [1] und unter Berücksichtigung der BBR-Richtlinie zur dynamisch-thermischen Simulationsrechnung für den Sommerlastfall [2] durchgeführt. Als Simulationsprogramm wird IDA-ICE [10] verwendet. Die gebäudetechnischen Systeme werden aus der vorhandenen und am Fraunhofer ISE weiterentwickelten Modellbibliothek übernommen, wobei das Wärmepumpen/Kältemaschinen-Modell von Salvalai [15] verwendet wird.

Das gekoppelte Simulationsmodell wird von Salvalai et al. [16] detailliert beschrieben. Eine detaillierte simula-tionsbasierte Auswertung eines Demonstrationsgebäudes nach gleicher Methode wird beispielhaft von Pfaff erott et al. [13] vorgestellt.

Die gekoppelte Gebäude- und Anlagensimulation wird für den Zeitraum 1. Mai bis 30. September durchgeführt.

Der Nutzkältebedarf wird sowohl für das PMV-Mo-dell als auch das adaptive Komfortmodell der EN 15251 [5] bestimmt. Der jährliche Endenergiebedarf für Lüftung und Kühlung wird gemäß EN 15241 [3] und EN 15243 [4] be-

wegen der höheren Vorlauftemperaturen für die Bau-teilaktivierung gegenüber der abgehängten Kühldecke etwas höher.

Die Investitionskosten für diese fünf Konzepte können auf Basis dokumentierter Projekte [20] und Erfahrungswerte [21] für die Gesamtinstallation abgeschätzt werden.1. Passive Kühlung: 20 €/m². Überströmöff nungen und

vergrößerte Lüftungsdurchlässe zur Minimierung des Druckverlustes bei freier Strömung.

2. Maschinelle Nachtlüftung: 32 €/m². Überströmöff nun-gen, Abluftventilator, einfache Kanalführung und MSR-Technik.

3. Aktive Kühlung: 85 €/m². Überströmöff nungen, Abluft-ventilator, einfache Kanalführung, Kompressionskälte-maschine mit Kühlturm, Ventilatorkonvektoren, Kalt-wasserverrohrung und MSR-Technik (Kombination mit Heizung möglich).

4. Abgehängte Kühldecken: 138 €/m². Überströmöff nun-gen, Abluftventilator, einfache Kanalführung, Kompres-sionskältemaschine mit Erdsonde, abgehängte Kühldecke, Kaltwasserverrohrung und MSR-Technik (Kombination mit Heizung üblich).

5. Bauteilaktivierung: 117 €/m². Überströmöff nungen, Ab-luftventilator, einfache Kanalführung, Kompressions-kältemaschine mit Erdsonde, Bauteilaktivierung, Kalt-wasserverrohrung und MSR-Technik (Kombination mit Heizung sinnvoll).

4 Wetterdaten

Die Simulationsstudie wird für 6 europäische Klimazonen durchgeführt, wobei jede Klimazone hier durch eine Refe-renzstation beschrieben und durch die Monatsmitteltem-peratur im August charakterisiert werden soll:

Bild 2. Fünf Kühlkonzepte: passive Kühlung, mechanische Nachtlüftung, aktive Kühlung mit Kompressionskältemaschine und wasserbasierte Niedrigenergiekühlung (abgehängte Kühldecke und Bauteilaktivierung)mit oberfl ächennaher Geothermie und Kompressionskältemaschine, falls erforderlichFig. 2. Five diff erent cooling concepts: passive cooling, night ventilation, active cooling with compression chiller, and water-based low-energy cooling with compression chiller when needed to meet the cooling load (suspended cooling panel and con-crete core conditioning)



Bild 4 zeigt deutlich, dass der Endenergiebedarf für die luftgeführte Kühlung mit Ventilatorkonvektoren (bei Kältebereitstellung über eine Kompressionskältemaschine und einem Kühlturm als Wärmesenke) in jedem Klima am höchsten ist und von Norden nach Süden deutlich an-steigt. In den nördlichen Klimazonen ist der Unterschied zwischen den einzelnen Kühlstrategien weniger stark aus-geprägt als in den südlichen Klimazonen. Der Endenergie-bedarf für die maschinelle Nachtlüftung steigt nur gering-fügig, für die wasserbasierten Systeme allerdings markant an. Denn die Erdtemperatur in Südeuropa ist zu hoch, um direkt über die Erdsonde als Wärmesenke genutzt werden zu können. Hier kann die Erdsonde lediglich zur Rück-kühlung der Kompressionskältemaschine eingesetzt wer-den.

Diese Auswertung zeigt nicht, ob die Komfortkriterien tatsächlich eingehalten werden können.

Bild 5 zeigt die Grenzen der einzelnen Kühlkonzepte im Hinblick auf den thermischen Komfort auf:– Passive Kühlung ist nur in Nordeuropa als Kühlkonzept

gut geeignet. Vorausgesetzt, die Gebäude werden explizit für dieses Konzept unter den spezifi schen Bedingungen vor Ort geplant.

– Eine maschinelle Nachtlüftung kann bei höheren Außen-temperaturen in Südeuropa keinen ausreichend guten thermischen Komfort gewährleisten.

– Eine aktive, luftgeführte Kühlung kann in allen Klima-zonen durchgängig eine ausreichend hohe Kühlleistung bereitstellen, um auch hohe Komfortansprüche zu erfül-len.

– Wassergeführte Flächentemperiersysteme sind grundsätz-lich in allen Klimazonen gut geeignet, wobei die ther-misch träge Bauteilaktivierung bei hohen und fl uktuie-renden Wärmelasten unter südeuropäischen Bedingun-gen an die Leistungsgrenze stößt. Hier sind abgehängte Kühlsysteme im Vorteil.

6 Analyse der Simulationsergebnisse

Die Einzelergebnisse der Simulation zeigen kein einheitli-ches Bild. Erst eine Kombination der beiden Aspekte „End-energiebedarf für Lüften und Kühlen“ sowie „thermischer Komfort“ liefert eine Auswertung unter planerischen As-pekten. Da einige Kombinationen zu vergleichbaren Ergeb-

rechnet, wobei der Endenergiebedarf für maschinelle Lüf-tung während der Nutzungszeit mit 2,9 kWh/m²a unab-hängig vom Standort angenommen wird [14].

Erwartungsgemäß steigt die spezifi sche Kühllast [W/m²] von Nord nach Süd in erster Linie infolge der höheren Au-ßen temperaturen und zu einem geringeren Anteil infolge der steigenden solaren Wärmelasten an. Bild 3 zeigt, dass der Nutzkältebedarf [kWh/m²a] nicht nur eine Funktion des Standortes sondern auch des gewählten Komfortmo-dells ist. Liegen die mittleren Außentemperaturen deutlich unter der geforderten Raumtemperatur, so ist dieser Unter-schied gering ausgeprägt. In Hamburg sinkt der Nutzkälte-bedarf lediglich von 27,6 auf 26,3 kWh/m²a, wenn statt des PMV-Modells das adaptive Komfortmodell gewählt wird. Bei deutlich höheren Außentemperaturen ist der Un-terschied zwischen den beiden Komfortmodellen jedoch stark ausgeprägt, so steigt der Nutzkältebedarf in Rom von 34,1 für das adaptive Komfortmodell auf 49,4 kWh/m²a für das PMV-Modell. Damit bestätigt die Simulationsstudie auch die Ergebnisse aus dem COMMONCENSE Projekt [17].

Bild 3. Nutzkältebedarf: der Kühlenergiebedarf steigt von Nord nach Süd, wobei der Nutzkältebedarf jeweils höher ist, wenn der thermische Komfort gemäß dem PMV-Modell statt des adaptiven Komfortmodells nach EN 15251eingehalten werden sollFig. 3. Useful cooling energy demand: the cooling energy demand increases from North to South. The PMV-model results in a higher cooling energy demand than the adaptive comfort model according to EN 15251

Bild 4. Endenergiebedarf für Lüftung und KühlungFig. 4. End energy demand for ventila-tion and cooling



thermischen Anforderungen gemäß dem adaptiven Kom-fortmodell erfüllen. Unter diesen Voraussetzungen– können im nordeuropäischen Sommerklima die verhält-

nismäßig hohen solaren Wärmegewinne infolge der lan-gen Sonnenscheindauer bei tiefstehender Sonne effi zient durch die verhältnismäßig kühle Außenluft abgeführt werden. Eine maschinell unterstützte Nachtlüftung ver-bessert die Regelbarkeit und die Wärmeabfuhr während hochsommerlicher Perioden.

– kann im mitteleuropäischen Sommerklima die oberfl ä-chennahe Geothermie die erforderliche Kühlleistung zur Verfügung stellen. Falls eine zusätzliche aktive Kälteerzeu-gung (z. B. reversible Wärmepumpe) erforderlich wird, können thermisch träge Übergabesysteme zur Lastver-schiebung genutzt werden.

– muss im südeuropäischem Sommerklima eine vergleichs-weise hohe Kühlleistung bereitgestellt werden, um auch stark schwankende Kühllasten abführen zu können. Da der Temperaturunterschied zwischen der Umgebungs-temperatur und der Komforttemperatur gering ist, ist oft eine aktive Kühlung erforderlich, um die Komfortanfor-derungen zu erfüllen.

7 Zusammenfassung

Gebäude mit Niedrigenergiekühlung haben sich in den letz-ten Jahren etabliert. Die systematische Analyse der Lang-zeitmessungen von acht europäischen Gebäuden (s. Teil 1 der Veröff entlichung, [11]) belegt, dass mit diesen Systemen ein hohes Maß an thermischer Behaglichkeit in Verbin-dung mit einer hohen Energieeffi zienz unter bei Nutzung von erneuerbarer Umweltenergie erreicht werden kann.

Die Simulationsstudie bestätigt die Ergebnisse dieser Messdatenauswertung, verallgemeinert diese und stellt

nissen führen, wird der Aspekt „Investitionskosten“ in die-sen Fällen als dritter Parameter im Rahmen einer multikri-teriellen Analyse hinzugezogen.

Bild 6 gibt einen Überblick über bevorzugte Kühlkon-zepte für die sechs Sommer-Klimaregionen in Europa. Das Referenzgebäude wird in allen Klimazonen gleich ausge-stattet, unterliegt einer identischen Nutzung und soll die

Bild 6. Thermischer Komfort für das adaptive Komfortmodell nach EN 15251Fig. 6. Thermal comfort according to the adaptive comfort according to EN 15251

Bild 5. Thermischer Komfort für das adaptive Komfortmodell nach EN 15251Fig. 5. Thermal comfort according to the adaptive comfort model according to EN 15251



Verordnung zur Änderung der Energieeinsparverordnung vom 29. April 2009. BGBl. I S. 643.

[8] EPBD 2002. Richtlinie 2002/91/EG des Europäischen Par-laments und des Rates vom 16. Dezember 2002 über die Ge-samtenergieeffi zienz von Gebäuden. Aktualisiert am 19. Mai 2010 durch Richtlinie 2010/31/EU.

[9] Herkel, S., Knapp, U., Pfaff erott, J.: Towards a model of user behaviour regarding the manual control of windows in offi ce buildings. Building and Environment 43, 2008.

[10] IDA Indoor Climate and Energy 3.0. http://www.equa.se [Januar 2013]

[11] Kalz, D., Pfaff erott, J.: Energieeffi ziente Kühlung und ther-mischer Raumkomfort: Vergleichende Analyse von acht euro-päischen Nichtwohngebäuden (Teil 1). Bauphysik 34 (2012), H. 6, S. 256–267.

[12] meteonorm 6. METEOTEST, Bern (CH), 2009. [13] Pfaff erott , J., Jacob, D., Kalz, D., Salvalai, G.: Evaluation of

a low-energy cooling concept using a coupled building and plant simulation model. PALENC 2010 Conference on Pas-sive and Low-energy Cooling, Rhodos/GR, 2010.

[14] Salvalai, G.: Passive devices for summer climate control in buildings design tools and technological issues for mediterra-nean climate. Politecnico di Milano, Building Environment Science and Technology, 2010.

[15] Salvalai, G.: Implementation and validation of simplifi ed heat pump model in IDA-ICE energy simulation environment. Energy and Buildings 49, 2012.

[16] Salvalai, G., Pfaff erott, J., Jacob, D.: Validation of a low-en-ergy whole building simulation model. Fourth National Con-ference of IBPSA-USA, New York, 2010.

[17] Santamouris, M., Sfakianaki, K.: Predicted energy consump-tion of major types of buildings in European climates based on the application of EN 15251. Report for EIE/07/190/SI2.467619, COMMONCENSE, Comfort monitoring for CEN standard EN15251 linked to EPBD. www.commoncense.info [Juni 2011].

[18] ThermCo – Thermal comfort in buildings with low-energy cooling – Establishing an annex for EPBD-related CEN-stan-dards for buildings with high energy effi ciency and good indoor environment. EIE/07/026/SI2.466692. http://www.thermco. org [Januar 2013].

[19] VDI 2078:1996-07 Berechnung der Kühllast klimatisierter Räume. Verein Deutscher Ingenieure, Düsseldorf, 1996.

[20] Voss, K., Löhnert, G., Herkel, S., Wagner, A., Wambsganß, M.: Bürogebäude mit Zukunft. SOLARPRAXIS, 2006.

[21] Voss, K., Pfaff erott, J.: Energieeinsparung contra Behaglich-keit? Heft 121, BBR, Bonn, 2007.

Autoren dieses Beitrages:Prof. Dr.-Ing. Jens Pfafferott, Hochschule Offenburg, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Energiesystemtechnik (INES), Badstr. 24, 77652 Offenburg

Dr.-Ing. Doreen Kalz, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE, Abt. Thermische Anlagen und Gebäude, Energieeffi ziente und Solare Kühlung, Heidenhofstr. 2, 79110 Freiburg

grundlegende Planungsvorschläge vor. So können zeitge-mäße Bürogebäude mit typischer Büronutzung in sommer-kühlen Klimazonen besonders vorteilhaft allein mit der Umgebungsluft, in gemäßigten Klimazonen sehr effi zient über Flächentemperiersysteme in Verbindung mit oberfl ä-chennaher Geothermie und in sommerheißen Klimazonen am besten über schnell reagierende, aktive Kühlsysteme ge-kühlt werden.

Diese Studie kann und soll die planerische Leistung bei der Gestaltung von Gebäude- und Energiekonzepten nicht ersetzen. In der großen Bandbreite von Konzepten und Nut-zungsbedingungen müssen in der Planung ohnehin vielfäl-tige Kriterien berücksichtigt werden. Es geht daher hier viel-mehr darum, eine standortabhängige Einordnung der am Markt befi ndlichen Kühlsysteme als Hilfestellung für die Evaluierung in der Planungsphase zur Verfügung zu stellen.

Danksagung

Diese Arbeit entstand im Rahmen des EU–Projektes „ThermCo“ (Förderkennzeichen: EIE/07/026/SI2.466692) und des Projektes „LowEx:Monitor“, das mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert wurde (Förderkennzeichen: 0327466B).

Die Europa-Karte mit der Darstellung der sechs Som-mer-Klimazonen wurde von Dr. Dirk Riemann (Institut für Physische Geographie, Universität Freiburg) erstellt.

Literatur

[1] BMVBS-Richtlinie zu baulichen und planerischen Vorgaben für Baumaßnahmen des Bundes zur Gewährleistung der ther-mischen Behaglichkeit im Sommer. B12 – 8132.1/0 vom 05. 12. 2008.

[2] Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung. Richtlinie zur Durchführung einer dynamisch thermischen Simulationsrech-nung für den Sommerlastfall in Gebäuden. Bericht 10.08.17.7-06.12, 2006.

[3] DIN EN 15241:2011-06 Lüftung von Gebäuden – Berech-nungsverfahren für den Energieverlust aufgrund der Lüftung und Infi ltration in Gebäuden. Deutsches Institut für Normung e. V., 2011.

[4] DIN EN 15243:2007-10. Lüftung von Gebäuden – Berech-nung der Raumtemperaturen, der Last und Energie von Gebäu-den mit Klimaanlagen. Deutsches Institut für Normung e. V., 2007.

[5] DIN EN 15251:2007-08 Eingangsparameter für das Raum-klima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffi zienz von Gebäuden. Deutsches Institut für Normung e. V., 2007.

[6] DIN 4108-2:2003-07 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden. Deutsches Institut für Normung e. V., 2003.

[7] EnEV 2009. Verordnung über energiesparenden Wärme-schutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden.

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